一种用于无线心电信号测量的低功耗双积分型模数转换器的设计

发布时间：2023-03-27 05:56

　　《中国心血管病报告2016》的数据显示我国目前心血管疾病患者数约为2.9亿,并且患病人数在逐年增加,死亡率也居高不下,心血管死亡人数占居民死亡人数的40%以上,因此对心血管疾病的监测和预防变得尤为重要。心电图是监测心血管疾病的重要参考依据,而心电图的测量一般在医院等专业机构才能进行。随着人们对健康问题的重视,便携式心电测量设备的需求日益增加。本文完成了无线供电的心电测量系统中双积分模数转换器(ADC)的设计。首先,本文对无线供电心电测量系统的架构进行了介绍,并总结了系统对ADC结构和性能的要求,从低功耗和减小瞬态电流的角度出发,最终选择使用双积分型ADC。之后,对双积分型ADC的各种结构进行了调研,并推导了由电阻的寄生电容导致的误差。为了消除寄生电容的影响,本文采用了开关电容积分器,并使用交替积分的方式大大减小了积分电容的面积,同时也减小了比较器的失调对ADC输出结果的影响。本文详细介绍了双积分ADC中子模块的设计,包括采样保持电路、积分器、自动调零电路、比较器等。最后完成芯片的版图设计以及后仿。该10-bit双积分ADC在0.35-μm工艺下设计,面积为0.16mm²

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 无线供电心电测量系统
    1.3 ADC的设计指标和类型选择
    1.4 论文的主要内容与章节安排
第二章 双积分ADC的研究
    2.1 双积分ADC的基本原理
    2.2 国内外研究进展
    2.3 积分电阻中寄生电容的影响
    2.4 本设计中的双积分ADC
    2.5 本章小结
第三章 模拟电路模块的实现
    3.1 采样保持电路
        3.1.1 采样保持电路的结构
        3.1.2 采样开关的设计
        3.1.3 采样电容的设计
    3.2 开关电容积分器
        3.2.1 开关电容积分器的结构
        3.2.2 失调消除技术
        3.2.3 积分器电容的设计
    3.3 运算放大器的设计
        3.3.1 采样保持电路运放参数的选择
        3.3.2 积分器运放参数的选择
        3.3.3 运放的设计和仿真结果
    3.4 比较器
    3.5 本章小结
第四章 数字控制系统的实现
    4.1 数字系统介绍
    4.2 数字系统中各模块的实现
        4.2.1 锁存器和D触发器
        4.2.2 脉冲产生电路
        4.2.3 计数器和循环移位寄存器
        4.2.4 两相不交叠时钟产生电路
    4.3 本章小结
第五章 版图设计与系统仿真结果
    5.1 系统版图的设计
    5.2 芯片整体版图
    5.3 芯片仿真结果
        5.3.1 采样保持电路的仿真
        5.3.2 积分器的仿真
        5.3.3 比较器的仿真
        5.3.4 ADC的仿真
    5.4 本章小结
第六章 结束语
    6.1 主要工作与创新点
    6.2 后续的研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3772530